工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用 課件 任務(wù)13 裝配機器人

裝配機器人學(xué)習(xí)任務(wù)LEARNINGTASKS01裝配與裝配機器人裝配機器人的系統(tǒng)組成0201裝配與裝配機器人01裝配與裝配機器人裝配與裝配機器人裝配機器人垂直串聯(lián)裝配機器人水平串聯(lián)裝配機器人并聯(lián)裝配機器人關(guān)節(jié)式裝配機器人直角坐標(biāo)裝配機器人裝配機器人的特性01裝配與裝配機器人裝配根據(jù)規(guī)定的技術(shù)要求，將零件或部件進行配合和連接，使之成為半成品或成品的過程。裝配是產(chǎn)品生產(chǎn)的后續(xù)工序，它包括裝配、調(diào)整、檢驗和試驗等工作。裝配在制造業(yè)中占有重要地位，在人力、物力、財力消耗中占有很大比例，作為一項新興的工業(yè)技術(shù)，機器人裝配應(yīng)運而生。由于裝配操作本身比焊接、噴涂、搬運等復(fù)雜，且對裝配環(huán)境要求高，對感知與自適應(yīng)的控制能力要求強，對于機器人的精度要求也較高，因而裝配領(lǐng)域?qū)⑹俏磥頇C器人技術(shù)發(fā)展的焦點之一。01裝配與裝配機器人裝配機器人主要用于各種電器制造（包括家用電器，如電視機、錄音機、洗衣機、電冰箱、吸塵器）、小型電機、汽車及其部件、計算機、玩具、機電產(chǎn)品及其組件的裝配等方面。裝配機器人是工業(yè)生產(chǎn)中用于裝配生產(chǎn)線上對零件或部件進行裝配的一類工業(yè)機器人。裝配機器人在不同裝配生產(chǎn)線上發(fā)揮著強大的裝配作用，裝配機器人大多由4-6軸組成，目前市場上常見的裝配機器人，按臂部運動形式可分為直角坐標(biāo)裝配機器人和關(guān)節(jié)式裝配機器人，關(guān)節(jié)式裝配機器人又可分為水平串聯(lián)關(guān)節(jié)式、垂直串聯(lián)關(guān)節(jié)式和并聯(lián)關(guān)節(jié)式裝配機器人。01裝配與裝配機器人直角式裝配機器人又稱單軸機械手，以XYZ直角坐標(biāo)系統(tǒng)為基本數(shù)學(xué)模型，整體結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計。直角式是目前工業(yè)機器人中最簡單的一類，具有操作、編程簡單等優(yōu)點，可用于零部件移送、簡單插入、旋擰等作業(yè)，機構(gòu)上多裝備球形螺釘和伺服電動機，具有速度快、精度高等特點，裝配機器人多為龍門式和懸臂式。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于節(jié)能燈裝配、電子類產(chǎn)品裝配和液晶屏裝配等場合。1)直角坐標(biāo)裝配機器人01裝配與裝配機器人關(guān)節(jié)式裝配機器人是目前裝配生產(chǎn)線上應(yīng)用最廣泛的一類機器人，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間小、相對工作空間大、自由度高，適合幾乎任何軌跡或角度工作，編程自由，動作靈活，易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)等特點。2)節(jié)式裝配機器人01裝配與裝配機器人1、水平串聯(lián)裝配機器人水平串聯(lián)裝配機器人亦稱為平面關(guān)節(jié)型裝配機器人或SCARA機器人。水平串聯(lián)裝配機器人是目前裝配生產(chǎn)線上應(yīng)用數(shù)量最多的一類裝配機器人，它屬于精密型裝配機器人，具有速度快、精度高、柔性好等特點，驅(qū)動多為交流伺服電動機，保證其較高的重復(fù)定位精度，可廣泛應(yīng)用于電子、機械和輕工業(yè)等產(chǎn)品的裝配，適合工廠柔性化生產(chǎn)需求。水平串聯(lián)關(guān)節(jié)裝配機器人水平串聯(lián)裝配機器人拾放超薄硅片01裝配與裝配機器人2、垂直串聯(lián)裝配機器人垂直串聯(lián)式裝配機器人多為6個自由度。垂直串聯(lián)式裝配機器人可在空間任意位置確定任意位姿，面向?qū)ο蠖酁槿S空間的任意位置和姿勢的作業(yè)。垂直串聯(lián)式裝配機器人進行裝配作業(yè)。垂直串聯(lián)關(guān)節(jié)裝配機器人垂直串聯(lián)關(guān)節(jié)裝配機器人組裝01裝配與裝配機器人3、并聯(lián)裝配機器人并聯(lián)裝配機器人亦稱拳頭機器人、蜘蛛機器人或Delta機器人。并聯(lián)裝配機器人是一種輕型、結(jié)構(gòu)緊湊的高速裝配機器人，可安裝在任意傾斜角度上，獨特的并聯(lián)機構(gòu)可實現(xiàn)快速、敏捷動作且減少了非累積定位誤差。目前在裝配領(lǐng)域，并聯(lián)式裝配機器人有兩種形式可供選擇，即三軸手腕（合計六軸）和一軸手腕（合計四軸），具有小巧高效、安裝方便、精準(zhǔn)靈敏等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于IT、電子裝配等領(lǐng)域。并聯(lián)式裝配機器人進行裝配作業(yè)的場景。并聯(lián)關(guān)節(jié)裝配機器人并聯(lián)關(guān)節(jié)裝配機器人組裝01裝配與裝配機器人通常裝配機器人本體與搬運、焊接、噴涂機器人本體精度制造上有一定的差別，原因在于機器人在完成焊接、噴涂作業(yè)時，沒有與作業(yè)對象接觸，只需示教機器人運動軌跡即可，而裝配機器人需與作業(yè)對象直接接觸，并進行相應(yīng)動作；搬運、碼垛機器人在移動物料時運動軌跡多為開放性，而裝配作業(yè)是一種約束運動類操作，即裝配機器人精度要高于搬運、碼垛、焊接和噴噴涂機器人。盡管裝配機器人在本體上較其他類型機器人有所區(qū)別，但在實際應(yīng)用中無論是直角坐標(biāo)裝配機器人還是關(guān)節(jié)式裝配機器人都有如下特性：（1）能夠?qū)崟r調(diào)節(jié)生產(chǎn)節(jié)拍和末端執(zhí)行器動作狀態(tài)。（2）可更換不同末端執(zhí)行器以適應(yīng)裝配任務(wù)的變化，方便、快捷。（3）能夠與零件供給器、輸送裝置等輔助設(shè)備集成，實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)。（4）多帶有傳感器，如視覺傳感器、觸覺傳感器、力傳感器等，以保證裝配任務(wù)的精準(zhǔn)性。3)裝配機器人的特性02裝配機器人的

系統(tǒng)組成02裝配機器人的系統(tǒng)組成

裝配機器人的系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成觸覺傳感系統(tǒng)組合式專用式夾鉗式吸附式傳感系統(tǒng)裝配機器人視覺傳感系統(tǒng)末端執(zhí)行器02裝配機器人的系統(tǒng)組成裝配機器人是柔性自動化裝配系統(tǒng)的核心設(shè)備，裝配機器人的裝配系統(tǒng)主要由操作機、控制系統(tǒng)、裝配系統(tǒng)（手爪、氣體發(fā)生裝置、真空發(fā)生裝置或電動裝置）、傳感系統(tǒng)和安全保護裝置組成。其中機器人的結(jié)構(gòu)類型有直角坐標(biāo)型、水平關(guān)節(jié)型、垂直關(guān)節(jié)型和并聯(lián)關(guān)節(jié)型等?？刂破饕话悴捎枚郈PU或多級計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)運動控制和運動編程，末端執(zhí)行器為適應(yīng)不同的裝配對象而設(shè)計成各種手爪和手腕等，傳感系統(tǒng)又來獲取裝配機器人與環(huán)境和裝配對象之間相互作用的信息。操作者可通過示教器和操作面板進行裝配機器人運動位置和動作程序的示教，設(shè)定運動速度、裝配動作及參數(shù)等。02裝配機器人的系統(tǒng)組成

裝配機器人由本體及控制裝配過程的控制柜組成，目前市場上的裝配生產(chǎn)線多以關(guān)節(jié)式裝配機器人中的SCARA機器人和并聯(lián)機器人為主，在小型、精密、垂直裝配上，SCARA機器人具有很大優(yōu)勢。隨著社會需求增大和技術(shù)的進步，裝配機器人行業(yè)亦得到迅速發(fā)展，多品種、少批量生產(chǎn)方式和為提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率的生產(chǎn)工藝需求，成為推動裝配機器人發(fā)展的直接動力，各個機器人生產(chǎn)廠家也不斷推出新機型以適合裝配生產(chǎn)線的“自動化”和“柔性化”。(一)裝配機器人02裝配機器人的系統(tǒng)組成裝配機器人裝配系統(tǒng)的末端執(zhí)行器是夾持工件移動的一種夾具，類似于搬運、碼垛機器人的末端執(zhí)行器，常見的裝配執(zhí)行器有吸附式、夾鉗式、專用式和組合式。1、吸附式吸附式末端執(zhí)行器在裝配中僅占一小部分，廣泛應(yīng)用于電視、錄音機、鼠標(biāo)等輕小工件的裝配場合。(二)裝配機器人末端執(zhí)行器02裝配機器人的系統(tǒng)組成2、夾鉗式夾鉗式手爪是裝配過程中最常用的一類手爪，多采用氣動或伺服電動機驅(qū)動，閉環(huán)控制配備傳感器可實現(xiàn)準(zhǔn)確控制手爪起動、停止及其轉(zhuǎn)速，并對外部信號做出準(zhǔn)確反映。夾鉗式裝配手爪具有重量輕、出力大、速度高、慣性小、靈敏度高、轉(zhuǎn)動平滑、力矩穩(wěn)定等特點，其結(jié)構(gòu)類似于搬運作業(yè)夾鉗式手爪，但又比搬運作業(yè)夾鉗式手爪精度高、柔順性高。02裝配機器人的系統(tǒng)組成3、專用式專用式手爪在裝配中針對某一類裝配場合單獨設(shè)計的末端執(zhí)行器，且部分帶有磁力，常見的主要是螺釘、螺栓的裝配，同樣亦多采用氣動或伺服電動機驅(qū)動。4、組合式組合式末端執(zhí)行器在裝配作業(yè)中是通過組合獲得各單組手爪優(yōu)勢的一類手爪，靈活性較大，多用于機器人需要相互配合裝配的場合，可節(jié)約時間、提高效率。專用式手爪組合式手爪02裝配機器人的系統(tǒng)組成帶有傳感系統(tǒng)的裝配機器人可更好地完成銷、軸、螺釘、螺栓等柔性化裝配作業(yè)，在其作業(yè)中常用到的傳感系統(tǒng)有視覺傳感系統(tǒng)、觸覺傳感系統(tǒng)等。

1、視覺傳感系統(tǒng)配備視覺傳感系統(tǒng)的裝配機器人可依據(jù)需要選擇合適的裝配零件，并進行粗定位和位置